13.-USO DE LAS CELDAS SOLARES EN LA ESIA TECAMACHALCO

¿QUE ES LA ENERGIA ELECTRICA?

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos —cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico— y obtener trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

-Es la relacionada con la corriente de partículas llamadas electrones, y se define como el producto de la potencia eléctrica (kW) por el tiempo. Usualmente su unidad de medida es el kilowatts-hora.

El suministro de energia electrica es esencial para el funcionamiento de nuestra sociedad. Su presio es un factor decisivo de la competitividad de buena parte de nuestra economia.

¿CUÁL ES EL PROBLEMA?

Uno de los principales problemas de la ESIA Tecamachalco es el consumo e incremento de energía eléctrica que actualmente se ha ido generando, por el uso de computadoras portátiles así como los centros de cómputo ya existentes; pronosticando a futuro una sobre carga en el sistema eléctrico, además de que esto implica elevados costos monetarios para el Instituto.

¿A QUIENES AFECTA?

Los principales afectados somos nosotros los alumnos, que somos los que comúnmente utilizamos este recurso, ya que esto puede provocar algún daño parcial o total de nuestros equipos de cómputo (tanto de la UDI como propios).El Instituto indirectamente también resultaría afectado ya que los grandes consumos que la escuela genera implican costos elevados a la misma.

¿QUÉ SE PROPONE?

En la actualidad existen nuevas tecnologías que podemos aplicar para respaldar el consumo de la energía eléctrica. Ya que tomando en cuenta las condiciones atmosféricas que influyen durante el año, consideramos que la mejor alternativa es el uso de celdas solares, puesto que estas pueden captar, los rayos solares, almacenarlos y transformarlos en energía utilizable (energía eléctrica).Haciendo un análisis general de la escuela se llegó a la conclusión de que el área más crítica a ayudar es el área de informática (UDI).Para esto se propone distribuir las celdas solares en la azotea del mismo edificio y en la parte posterior de la biblioteca.

La propuesta de adecuación de paneles solares se realizara en la escuela ESIA Tecamachalco ubicada en Av. Fuentes de los Leones #28 Tecamachalco Edo. de México.
La colocacion de paneles solares se realizara sobre el techo del edificio No. 2 de aulas para aprobechar la energia electrica solar para el area de computo la UDI ubicada en este mismo edificio en el primer nivel.

Se colocaran en total 340m2 de celda solar en la azotea del edificio No. 2 de aulas la cual estara inclinada a 25° hacia el sur para captar la mayor energia solar, para suministrar energia electrica a las aulas de computo ubicadas en el primer nivel de este mismo edificio

Por lo que haciendo un análisis en cuanto al consumo de la energía eléctrica se llegó a la conclusión de que el área más crítica a ayudar es el área de Informática (UDI) y considerando los siguientes datos, estimamos un costo y consumo de energía de la misma

Se dara servicio a 5 aulas que cuenta cada una con:

*Para abastecer de energia solar a las computadoras en la hora nocturna cuando ya no hay sol, se colocaran un sistema automatico de bateria en cada salon.

Considerando que el costo esta en $ 0.32 kw / hr de acuerdo a la Comisión Federal de Electricidad se considera que en un mes un salón consume alrededor de 2 032 kw y el costo del salón es de $ 6 502.50 pesos mensuales, pero como se paga bimestralmente su costos sería de $ 13 005.00 pesos por salón, por lo que anualmente estaríamos pagando $ 78 030 pesos aproximadamente por salón.

Considerando que la UDI se encuentra conformada por 5 salones equipados se esta pagando un costo anual de $ 390 150 .00 pesos

Debido a esto, nuestra propuesta se basa en el uso de celdas solares teniendo como meta un ahorro económico y energético a largo plazo como se muestra a continuación.

1 m2 de celda solar Marca Solusolar puede almacenar 300 w/hr al dia y tomando en cuenta que recibimos un promedio de radiación solar al día de 5 horas se considera que se deben almacenar 101 600 watts en ese tiempo estimado, por lo que requerimos de 68 m2 de celda solar para poder abastecer a un salón por día, pero debido a que tenemos 5 salones se requiere de 340 m2 de celdas solare para poder abastecer por completo a la UDI.

Para pode llevar a cabo esta propuesta es necesario invertir $ 792 200.00 pesos mexicanos por salón.

Debido a esto se pretende abastecer un aula por cada 2 años ya que el costo actual de cada celda todavía es muy elevado.

Considerando esto esperamos que en un aproximado de 10 años podamos abastecer por completo el consumo eléctrico de la UDI.

¿QUE BENEFICIOS APORTA LA PROPUESTA?

Reducción del consumo de la energía que proviene de la termoeléctrica.
Ahorro económico a largo plazo que se podría invertir en otros recursos necesarios como lo es una conexión de Internet de banda ancha inalámbrica para uso de los alumnos ya que por el momento no se cuenta con ninguna.
Reducir riesgos de sobrecarga.
Se puede utilizar como sistema de emergencia cuando no hay energía eléctrica.

EN DOS AÑOS EL CONSUMO SE REDUCIRA UN 25%

NOTA: Esta propuesta fue desarrollada por alumnas de la ESIA Tecamachalco:

GUERRERO JURADO I. MONTSERRAT http://ing-arq-guerrero.blogspot.com/
MACIEL SÁNCHEZ MARÍA ISABEL http://maria-isabel-maciel-sanchez-804.blogspot.com/
CIRILO CRUZ JESSICA http://proyectoimportante.blogspot.com/
GARNICA LÓPEZ ARACELI
http://studentincharge.blogspot.com/

12.-CELDAS SOLARES

CELDAS SOLARES

Las celdas solares (o paneles fotovoltaicos, como se les conoce a veces) están en todos lados ahora. Desde calculadoras de bolsillo, hasta vehículos, casas particulares, proyectos gubernamentales, y satélites espaciales, su uso se está masificando. Su capacidad de generar electricidad solamente con la luz solar las hace muy útiles en una variedad de situaciones.

A pesar que las celdas solares, o celdas fotovoltaicas, existen desde hace mucho tiempo, es solo recientemente que avances tecnológicos han permitido utilizarlas de manera eficaz, y a un precio razonable. El reciente aumento en el precio de petróleo ha creado una demanda increíble por métodos alternativos de energía, con lo cual las celdas solares han experimentado un nuevo auge.
Fundamentos de una celda solar

Una celda solar o panel fotovoltaico convierte energía proveniente de la luz en energía eléctrica. El término celda solar se utiliza normalmente para especificar aquellas celdas que utilizan luz proveniente del sol, mientras que se especifica una celda fotovoltaica cuando no está definida la fuente de la luz a utilizar.

Ya que la mayor fuente de luz que conocemos es el Sol, casi siempre se utiliza la luz solar para generar electricidad, además que es una fuente de luz totalmente gratis. Al menos durante las horas que dura un día (estas horas pueden variar dependiendo de la ubicación geográfica y física de la celda). La desventaja principal es que no es posible generar energía durante horas de la noche. Existen varias maneras de solucionar estos problemas, pero primero veamos una breve reseña de la historia de las celdas solares.

Historia de las celdas solares o fotovoltaicas

El efecto foto-voltaico utilizado en las celdas solares fue reconocido por primera vez por Alexandre Becquerel. Sin embargo, no fue sino hasta 1883 cuando se construyó la primera celda solar, por Charles Fritts. Este último produjo una celda solar solo 1% eficiente (es decir, solo podía aprovechar el 1% de la energía en la luz, el otro 99% era desperdiciado). Fue hasta 1954 cuando los Laboratorios Bell, descubrieron que ciertos semiconductores, cuando eran contaminados a propósito, se volvían extremadamente sensibles a la luz.

Este último descubrimiento llevó a la creación de celdas solares que eran eficientes a un 6%, lo cual ya las hacía viables para ciertas aplicaciones. Este avance hizo posible que se lanzara al espacio en 1958 el primer satélite con celdas solares, el Sputnik 3. En la actualidad, y debido a constantes avances en el área, se ha logrado obtener hasta un 42% de eficiencia en conversión de energía.

Componentes básicos de una celda solar
Toda celda solar moderna consta usualmente de los siguientes componentes:
· Placa de vidrio, que permite ingresar la luz, pero protege a los semiconductores en la celda de los elementos.
· Plancha de semiconductores tipo n y tipo p. El tipo n tiene una concentración de electrones mucho más alta que la del tipo p, y ambos están contaminados a propósito con átomos de otros elementos como el boro y el galio.
· Trayectoria por donde pueden circular los electrones para ir del semiconductor tipo n al tipo p. Esto es usualmente dos capas que rodean a la plancha de semiconductores, que actúan como un conductor de electrones entre las dos capas de semiconductores.
· Finalmente, usualmente se le agrega una capa anti-reflectiva entre la placa de vidrio y el semiconductor, para minimizar la pérdida de luz por reflejo.

Funcionamiento de una celda solar
Pero, cómo logra la celda solar convertir luz en energía eléctrica? El secreto está en los fotones que son parte de todo rayo de luz. Los fotones no son más que la partícula elemental de toda señal electromagnética, así como los átomos son la partícula elemental de toda la materia. Todo fotón contiene una cantidad infininetismal de energía (4x10-19 joules, si estás interesado), y toda luz visible al ojo humano lleva grandes cantidades de fotones. Es la energía contenida en toda esta masa de fotones la que aprovecha la celda solar para convertir a electricidad.
El siguiente es el proceso básico, repetido millones de veces, que permite a una celda solar generar energía eléctrica:
· Los fotones pegan en la superficie de la celda, usualmente de vidrio. Ese permite pasar la luz a la capa de semiconductor n.
· Los átomos en la capa de semiconductores tipo n se excitan, "soltando" electrones, lo que genera un exceso de electrones en la misma.
· La capa de semiconductor tipo p tiene deficiencia de electrones, lo cual atrae a los electrones excitados provenientes de la capa tipo n. En términos eléctricos, se genera una diferencia de potencial entre ambas capas de semiconductor, mejor conocido como voltaje.
· Ya que la única manera de llegar del semiconductor tipo n al p es a través del cable que une a ambas, los electrones escogen esta vía. Esto causa un campo eléctrico en este cable, y esta es la corriente eléctrica que estamos buscando.

Manufactura de celdas solares

En la actualidad, la mayoría de celdas solares se construyen en módulos rígidos de 36 celdas o más, conectadas en serie y en paralelo, para generar el voltaje y corriente que se necesita. Al mismo tiempo, después de la capa de vidrio, se le pone una capa antireflectiva al silicón, lo que minimiza la luz desperdiciada por el reflejo. Finalmente, alrededor de ambas capas de silicón, se ponen los contactos que componen los polos positivo y negativo de la celda solar.
Aunque este diseño funciona muy bien para edificios y terrazas, que es donde usualmente se colocan estas celdas, es un problema cuando se intentan adaptar a botes y/o vehículos, por lo que actualmente se trabaja también en maneras de hacer celdas solares flexibles, las cuales puedan adaptarse fácilmente a las curvas aerodinámicas de automóviles y barcos. Estos también podrían hacer menos frágiles las celdas planas, minimizando el riesgo de dañarse, y bajando sus costos de instalación.

Eficiencia de las celdas solares
Como mencionamos al principio, la eficiencia de las celdas solares es bastante baja. Las primeras convertían menos del 1% de la luz recibida en energía eléctrica. Esto ha ido mejorando poco a poco, y actualmente se logra normalmente entre un 15% y 25% de eficiencia en las mejores celdas disponibles comercialmente. Algunas celdas de materiales avanzados han logrado llegar a un 42% de eficiencia, pero no en procesos industrializados de producción, sino en condiciones controladas en laboratorio.

Aunado a la baja eficiencia de las celdas solares, está el hecho que son relativamente caras producirlas. Se estima que, en la actualidad, una instalación doméstica de celdas solares cuesta aproximadamente $9/watt. Esto quiere decir que, para poder proveer energía para una bombilla de 100 watts, se necesitaría invertir $900, y esto solamente proveería energía de día. Para evitar esto, usualmente los sistemas de celdas solares se instalan junto con sistemas automáticos de baterías y conmutación, los cuales permiten almacenar energía cuando no se utiliza durante el día, y poder utilizarla durante la noche, cuando es más necesaria. Toda esta complejidad, sin embargo, agrega costos adicionales, así como delays por mantenimiento.
Finalmente, existen diversos problemas: Si aún una pequeña parte de la celda solar la cubre alguna sombra, la eficiencia de la celda en su totalidad se vé disminuida drásticamente. Además, para maximizar la generación eléctrica, se debe optimizar su ángulo y orientación dependiendo de la ubicación geográfica y hasta los patrones de clima del lugar donde se instalará. Si no se toma todo esto en cuenta, la celda solar no generará lo suficiente para justificar su instalación y uso.

Conclusión
En resumen, las celdas solares tienen la posibilidad de ayudarnos a depender menos de los combustibles fósiles, pero todavía hace falta mucha investigación para llegar a un punto en el cual sea relativamente barato hacer el cambio. Por ahora, las celdas solares tienen aplicaciones en mercados muy específicos, donde exista abundancia de luz solar todo el año, y la luz eléctrica sea demasiado cara. Sin embargo, para la mayoría de nosotros, todavía quedan unos años antes de que estas tecnologías estén al alcance de nuestro bolsillo.

11.-PROBLEMATICA AMBIENTAL ESIA

¿En qué consiste la problemática ambiental en la ESIA Tecamachalco?

R= DEBIDO A QUE EL CONSUMO DE ENERGIA ELECTRICA EN EL INSTITUTO ES EN DEMASIA, EN PARTICULAR EN EL AREA DE COMPUTO PENSAMOS QUE ES NECESARIO EL USO DE ENEGIA ALTERNA COMO ES EL USO DE CELDAS SOLARES. TAMBIEN ES CONVENIENTE PENSAR EN LA ILIMINACION EXTRERIOR PUESTO QUE ALGUNAS AREAS NO CUENTAN CON LA ILUMINACION NECESARIA (CIRCULACIONES, ACCESOS, ESTACIONAMIENTO Y LUGARES DE ESPARCIMIENTO)

¿Cuál es el espíritu de esta acción, es decir, por qué es importante la temática que seleccionarán?

R= PODEMOS UTILIZAR EL USO DE LA ENERGIA SOLAR Y REDUCIR COSTOS EN EL CONSUMO DE LA ENERGIA ELECTRICA CONVENCIONAL

¿Cómo organizarán el trabajo?

R= INVESTIGANDO LOS TIPOS DE CELDAS SOLARES QUER PODEMOS UTILIZAR EN EL INSTITUTO Y ADEMAS DE PROPONER EL LUGAR DONDE SE INSTALARAN LAS MISMAS.

¿Hasta donde pretenden llegar?

R= DAR A CONOCER A TODA LA COMUNIDAD LA PROPUESTA CON EL FIN DE HACER CONCIENCIA Y QUIZA CONSIDERARLA COMO UN PROYECTO EJECUTIVO A FUTURO.

11.-PROPUESTA DE ADECUACION EN EXTERIOR DE BIBLIOTECA EN ESIA

Adecuacion en la escuela ESIA Tecamachalco ubicada en Av. Fuente de los Leones No. 28, Tecamachalco, Naucalpan de Juárez, Estado de México:

PROBLEMATICA

En el exterior de la biblioteca se encuentra un poco descuidado, existe en la actualidad una pequeña área de estudios, pero la cual no es suficiente para la demanda que presenta la escuela, ya que el area del CAE (centro de apoyo a estudiantes) casi siempre se encuentra saturada, en esta area que se pretende remodelar tiene la falta de contactos para la luz, así como a veces hace mucho frio y mucho aire, principalmente en la temporada de invierno. A continuación presento las siguientes fotos actuales:

¿A QUIENES AFECTA?

Afecta principalmente a loa alumnos ya que no tienen un area de estudio por lo que invaden los pasillos y principalmente los salones al mismo tiempo que un profesor da clase a un grupo, mientras el profesor les permita ya que son ajenos al grupo. Además la falta de áreas agradables para estudiar provoca desinteres en los alumnos a realizar las tareas escolares.

PROPUESTA

Se propone la ampliación hacia la izquierda del área de estudio existente debajo del edificio de la biblioteca, el cual se le colocaran muros cortina de cristal, dentro de este se colocaran mesas de trabajo así como mesas de reunión, y una instalación eléctrica para que cada mesa cuente con un mínimo de dos contactos.
En el área exterior se propone la construcción de unas escaleras en forma de curva para ingresar al nivel superior en la parte lateral del edificio de la biblioteca, esta área también se implementara como área de estudio la cual será al aire libre, solo contara con una techumbre translucida y un jardín como ambientación.

Acontinuación se muestran las plantas, cortez y fachadas de dicha remodelación:

Viendolo en perspectiva la adecuación se visualisaria como las siguientes imagenes:

Vista por la pate lateral derecha

Perspectiva frontal

Vista de la zona superior donde se encontrara una zona de estudios al aire libre, y en la parte de abajo una zona de estudios techada y con muro cortina de cristal para tener una iluminación natural.

Vista lateral izquierda del edificio

Vista lateral izquierda del edificio

Vista del area de estudio al aire libre

Vista interior del area de estudio

Vista interior del area de estudio

BENEFICIOS

Los beneficios se presentaran en:
—-Mayor interés de los alumnos a realizar sus tareas escolares al tener un área agradable, por lo que aumentara el nivel académico.
—-Mejor vista en la escuela
—-Se aprovechara un área que actualmente esta olvidada.
—-Los alumnos ya no invadirán los pasillos ni salones de clases para realizar sus tareas.

10.-COMENTARIO SOBRE COMUNIDADES ACADEMICAS VIRTUALES

Una Comunidad Académica Virtual (CAV) es uno o varios grupos de individuos que:

-Están vinculados por intereses en común

-Tienen la capacidad de poseer una fuerza de voluntad autónoma

-Están comprometidos en un proceso de aprendizaje continuo,

-Su principal objetivo es el de construir conocimientos de forma compartida utilizando las tecnologías de la información y comunicación (TIC) como un medio de expresión, como herramienta de comunicación, como recurso didáctico e incluso como instrumento de gestión.

Las comunidades academicas virtuales como referimos tienen un interes en comun de aprender mas, de formular preguntas y principalpente compartir opiniones, y asi se fomenta un aprendisaje con diferentes personas de todo el mundo.

Para que se forme una academia virtual se requiere de las siguientes etapas de desarrollo:

Son inportantes las comunidades academicas virtuales ya que nos proporcionan conosimiento al interactuar con otras personas en un tema en comun.

9.-COMENTARIO WEB 2.0

Anteriormente existia la conocida Web 1.0 en la cual eram paginas de Htlm que solo pocas personas eran las encargadas de subir información a esta Web, pero la Web revoluciono en la actual Web 2.0 en la cual cualquier persona puede subir información, comentarios, puntos de vista, fotos, videos a la Web, y tambien puede interactuar con otros usuarios.

Con la llegada de la Web 2.0 se da principio a las comunidades de usuarios redes sociales, los blogs, los wikis o las folcsonomías, que fomentan la colaboración y el intercambio ágil de información entre los usuarios. Y se dise que la Web 2.0 es una actitud y no precisamente una tecnología.

8.- WEB 2.0

¿QUÉ ES LA WEB 2.0?

El término Web 2.0 fue acuñado por O'Reilly Media en 2004 para referirse a una segunda generación de Web basada en comunidades de usuarios y una gama especial de servicios, como las redes sociales, los blogs, los wikis o las folcsonomías, que fomentan la colaboración y el intercambio ágil de información entre los usuarios.

La Web 2.0 es la representación de la evolución de las aplicaciones tradicionales hacia aplicaciones web enfocadas al usuario final. El Web 2.0 es una actitud y no precisamente una tecnología.

La Web 2.0 es la transición que se ha dado de aplicaciones tradicionales hacia aplicaciones que funcionan a través del web enfocadas al usuario final. Se trata de aplicaciones que generen colaboración y de servicios que reemplacen las aplicaciones de escritorio.

Es una etapa que ha definido nuevos proyectos en Internet y está preocupándose por brindar mejores soluciones para el usuario final. Muchos aseguran que hemos reinventado lo que era el Internet, otros hablan de burbujas e inversiones, pero la realidad es que la evolución natural del medio realmente ha propuesto cosas más interesantes.

Y es que cuando el web inició, nos encontrábamos en un entorno estático, con páginas en HTML que sufrían pocas actualizaciones y no tenían interacción con el usuario.

Pero para entender de donde viene el término de Web 2.0 tenemos que remontarnos al momento en que Dale Dougherty de O’Reilly Media utilizó este término en una conferencia en la que compartió una lluvia de ideas junto a Craig Cline de MediaLive. En dicho evento se hablaba del renacimiento y evolución de la web.

Constantemente estaban surgiendo nuevas aplicaciones y sitios con sorprendentes funcionalidades. Y así se dio la pauta para la Web 2.0 conference que arranca en el 2004 y hoy en día se realiza anualmente en San Francisco, con eventos adicionales utilizando la marca en otros países.

En la charla inicial del Web Conference se habló de los principios que tenían las aplicaciones Web 2.0:

-La web es la plataforma
-La información es lo que mueve al Internet
-Efectos de la red movidos por una arquitectura de participación.
-La innovación surge de características distribuidas por desarrolladores independientes.
-El fin del círculo de adopción de software pues tenemos servicios en beta perpetuo

¿COMO ESTA COMPUESTA?

El Web 2.0 no significa precisamente que existe una receta para que todas nuestras aplicaciones web entren en este esquema. Sin embargo, existen varias tecnologías que están utilizándose actualmente y que deberíamos de examinar con más cuidado en busca de seguir evolucionando junto al web.

-Tecnologías que dan vida a un proyecto Web 2.0:
-Transformar software de escritorio hacia la plataforma del web.
-Respeto a los

estándares como el XHTML.
-Separación de contenido del diseño con uso de hojas de estilo.
-Sindicación de contenidos.
-Ajax (javascript ascincrónico y xml).
-Uso de Flash, Flex o Lazlo.
-Uso de Ruby on Rails para programar páginas dinámicas.
-Utilización de redes sociales al manejar usuarios y comunidades.
-Dar control total a los usuarios en el manejo de su información.
-Proveer APis o XML para que las aplicaciones puedan ser manipuladas por otros.
-Facilitar el posicionamiento con URL sencillos.

¿PARA QUE ME PUEDE SERVIR?

El uso del término de Web 2.0 está de moda, dándole mucho peso a una tendencia que ha estado presente desde hace algún tiempo. En

Internet las especulaciones han sido causantes de grandes burbujas tecnológicas y han hecho fracasar a muchos proyectos.

Además, nuestros proyectos tienen que renovarse y evolucionar. El Web 2.0 no es precisamente una tecnología, sino es la actitud con la que debemos trabajar para desarrollar en Internet. Tal vez allí está la reflexión más importante del Web 2.0.Yo ya estoy trabajando en renovar y mejorar algunos proyectos, no por que busque etiquetarlos con nuevas versiones, sino por que creo firmemente que la única constante debe ser el cambio, y en Internet, el cambio debe de estar presente más frecuentemente.

¿COMO ME INTEGRO A UNA COMUNIDAD DE APRENDIZAJE?

Buscando las comunidades de aprendizaje existentes en la Web por medio de buscadores.

http://www.maestrosdelweb.com/editorial/web2/
http://es.wikipedia.org/wiki/Web_2.0

7.-PROPUESTA DE ADECUACIÓN EN EXTERIOR DE BIBLIOTECA

Adecuación en la escuela ESIA Tecamachalco ubicada en Av. Fuente de los Leones No. 28, Tecamachalco, Naucalpan de Juárez, Estado de México:

En el exterior de la biblioteca se encuentra un poco descuidado, existe en la actualidad una pequeña área de estudios, pero la cual no es suficiente, existe la falta de contactos para la luz, así como a veces hace mucho frio y mucho aire, principalmente en la temporada de invierno. A continuación presento las siguientes fotos actuales:

Así que propongo que la área sea ampliada y delimitada con muros de cristal, así también tener en la parte de arriba en el nivel de la biblioteca un área de estudio al aire libre, pero techada. A continuación presento los planos de la propuesta:

Viéndolo en perspectiva la adecuación quedaría como las siguientes imágenes: